焙烧态镁铁水滑石改性生物炭吸附磷酸盐特性

以废弃的菠菜叶作为生物炭原料,采用简单的共沉淀法制备出焙烧态镁铁水滑石改性的生物炭复合材料(MFSL)。采用X射线衍射仪(XRD)、电子显微镜(SEM)、红外光谱仪(FT-IR)、N_(2)吸附-脱附(BET)和Zeta电位仪等技术对MFSL的结构、表面形貌、表面官能团性质,孔结构参数及零点电位值进行了表征,并考察了吸附时间、初始磷酸盐浓度、共存离子和溶液pH对MFSL吸附磷酸盐效果的影响。结果表明:MFSL具有良好的层状结构,比表面积为121.5 m^(2)·g^(-1)。Langmuir模型拟合得到MFSL对磷酸盐的最大吸附量可达115.10 mg·g^(-1),较原始生物炭提高了75%。MFSL对磷酸盐动力学吸附过程符合准二级动力学模型,吸附过程以化学作用为主。MFSL的零点电荷为9.64,在pH=3~9范围内对磷酸盐表现出较好的吸附性能。多组分干扰离子共存时,CO_(3)^(2-)和SO_(4)^(2-)相比K^(+)、Na^(+)和Cl^(-)对MFSL除磷性能抑制作用更大,Ca^(2+)则有略微促进作用。

Mg/Fe类水滑石的磷酸根吸附性能及吸附机理

采用共沉淀法成功制备了Mg/Fe类水滑石(Mg/Fe-hlc),并研究了其对废水中磷酸根的吸附性能及吸附机理。研究结果表明:制备的Mg/Fe-hlc具有典型的类水滑石结构和较大的比表面积(156.7 m^2·g^-1);Mg/Fe-hlc对磷酸根的吸附动力学过程符合准二级动力学模型;Langmuir和Tempkin方程都可以很好地拟合Mg/Fe-hlc对磷酸根的等温吸附数据,Langmuir方程拟合得到的最大吸附量可达47.38 mg·g^-1;共存阴离子NO3^-、Cl^-和SO4^2-对磷吸附性能的影响很小;通过分析吸附磷酸根前后的Mg/Fe-hlc的结构和织构性质以及表面官能团变化,并结合溶液pH对磷酸根吸附影响实验结果,发现静电相互作用、配体交换和阴离子交换是Mg/Fe-htl吸附磷酸根的三种主要机制。

生物炭Mg/Al-LDHs复合材料对磷的吸附特性及机理

为有效控制水体富营养化和实现农业废弃物资源化利用,以生物炭作为类水滑石(Layered Double Hydroxide,LDHs)的载体,采用共沉淀法制备出生物炭镁铝水滑石复合材料(Mg/Al-LDHs@BC),并研究其对水中磷酸盐的吸附特性。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、Zeta电位仪、傅立叶红外光谱仪和X射线光电子能谱对其进行表征。结果表明,花瓣状Mg/Al-LDHs成功负载到生物炭表面上。Mg/Al-LDHs@BC对磷酸盐的吸附动力学过程更符合准二级动力学模型,等温吸附过程更适合Langmuir模型来描述,拟合得到的最大吸附量达71.37 mg/g,高于Mg/Al-LDHs,同时较生物炭提升约9倍。Mg/Al-LDHs@BC的零点电荷为5.39,在酸性条件下对磷酸盐的吸附性能优于碱性条件。Cl^(-)和NO_(3)^(-)对Mg/Al-LDHs@BC吸附磷酸盐干扰较小,吸附量仅分别下降3.66和5.93 mg/g;CO_(3)^(2-)和SO_(4)^(2-)对其干扰较大,吸附量分别下降了19.64和15.93 mg/g。Mg/Al-LDHs@BC对磷酸盐的吸附机理主要涉及阴离子交换、静电吸引和配体交换。研究结果可为农业废弃物资源化利用及水体富营养化防治提供理论依据。

MgO/La_(2)O_(3)CO_(3)复合材料对磷酸盐的吸附特征

采用水热法制备了MgO/La_(2)O_(2)CO_(3)复合材料(ML)。采用X射线衍射仪和扫描电子显微镜对其结构及表面形貌进行了表征,利用Zeta电位仪测定了其零点电位点,并探究了接触时间、初始磷酸盐浓度和初始pH对磷酸盐吸附效果的影响。结果表明,ML呈现板块状堆叠而成的层状结构,零点电位点为4.52。准二级动力学模型和Freundlich模型更适合描述ML对磷酸盐的吸附过程。由Langmuir模型拟合得到最大吸附量可达110.24mg/g。其对磷酸盐的吸附量随pH的升高逐渐下降。